201焊接基础了解

奥氏体型不锈钢显微组织：奥氏体 一般属于耐蚀钢成分：高铬不锈钢+适量的Ni 825%典型钢种：18-8钢 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti25-20钢 2Cr25Ni20Si2 4Cr25Ni2025-35钢 0Cr21Ni32 4Cr25Ni35 4Cr25Ni35Nb奥氏体不锈钢以铁基合金为基础，在此基础上随着不同的用途，发展成一系列的奥氏体钢1） 0Cr18Ni9 00Cr19Ni10 00Cr17Ni14Mo2 00Cr18Ni14Mo2Cu2Ti2） 0Cr18Ni9 1Cr18Ni93） 0Cr18Ni9 0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni11Nb4） 0Cr18Ni9 1Cr18Ni12Mo2Ti 1Cr18Ni12Mo3Ti 0Cr18Ni12Mo2Cu25） 0Cr18Ni9 1Cr23Ni13 1Cr25Ni206） 0Cr18Ni9 1Cr17Mn6Ni5N 1Cr18Mn8Ni5N18-8型不锈钢按其化学成分中C的含量不同分三个等级一般含C量Wc0.15%低含C量Wc0.08%超低含C量Wc0.03%奥氏体钢的焊接性是本章重点掌握的内容，一、奥氏体钢焊接接头耐蚀性（一）晶间腐蚀 奥氏体不锈钢焊接接头中可能会产生焊缝的晶间腐蚀、热影响区敏化区晶间腐蚀和热影响区过热区（熔合区）的“刀蚀”。 1.焊缝的晶间腐蚀 当焊缝成分选择不当时，在焊缝中达到敏化温度的区域，如多层焊的前一层焊道中或焊缝再次经历敏化温度，处于该区段的金属晶粒内部过饱和固溶C原子会逐步向晶粒边缘扩散，与晶粒边缘Cr原子结合成碳化物，会在晶界上析出铬的碳化物(Cr23C6)而使晶粒边界贫铬（ Cr12%），耐腐蚀性下降。如果该区恰好露在焊缝表面并且与腐蚀介质接触，则将产生晶间腐蚀。(平衡态敏化温度区间是450850，而在热影响区中敏化温度区间是6001000。)防止焊缝区晶间腐蚀采取措施冶金措施：1）焊缝金属超低碳，或含有足够的稳定化元素铌由于在一定温度下18-8钢中铌和钛会优先与碳形成稳定的NbC或TiC，阻止了Cr23C6的形成，也就不会产生贫铬现象。因此应选用含有足够铌和钛的焊接材料或选用超低碳焊接材料，一般Nb8C或Nb=1%，数量不足不能可靠的固定C2）调整焊缝化学成分获得一定数量的铁素体(412，5%时最优)。希望有一定的铁素体相原因：（1）打乱单相柱状晶的方向性单相组织的焊缝金属具有发达的柱状晶特征，出现的贫铬层可以贯穿于晶粒之间构成腐蚀通道，具有热裂倾向，晶间腐蚀倾向，若存在相，树枝晶打散不能构成腐蚀通道。（2）相富碳化物可以优先在相内部边缘沉淀，而不致于在晶界形成贫铬层，合适的比值在(4-12合适，5%时最优)，过多促使形成相对于晶间腐蚀的产生，还与腐蚀介质有关，在硫酸或尿素之类的介质中，相优先腐蚀。相的检测，一般采用金相法或磁性法检测相的数量也可采用舍夫勒焊缝图来判断工艺措施：a、选用适当的焊接方法，使它输入焊接熔池的热量最小，让焊接接头尽可能地缩短在敏化温度区段下停留时间。薄板：高能量真空电子束焊，等离子弧焊中厚板：熔化极气体保护焊大厚板：埋弧焊b、工艺参数方面，用小的焊接电流，最快的焊接速度c、操作方面，尽量采用窄焊缝，多道多层焊，每一道焊缝或每一层焊缝焊后，要等焊接处冷却到室温再进行次一道或次一层焊d、 焊接区快速冷却，焊缝被面可用纯铜垫2.热影响区敏化区晶间腐蚀 焊接热影响区中加热峰值温度处于敏化温度区间的部位也会由于奥氏体晶粒边界析出碳化成晶粒边界贫铬而产生晶间腐蚀。产生温度：6001000只有普通的18-8钢才会有敏化区，含有钛、铌的奥氏体不锈钢、含有一定数量铁素体的双相不锈钢、以至超低碳的奥氏体不锈钢母材，不易有敏化区出现。焊接工艺上选用较低线能量、快速冷却的工艺措施等有利于防止热影响区敏化区晶间腐蚀。3.刀口腐蚀在熔合区产生的晶间腐蚀，有如刀削切口的形式，故称刀口腐蚀。腐蚀区的宽度初期不超过35个晶粒，逐步扩展到1.01.5mm发生材质：含有铌、钛的18-8钢的过热区产生原因：这种钢的焊接接头的过热区内，加热温度超过1200的部位，NbC或TiC将全部或大部固态溶解于奥氏体晶粒内。冷却时，体积小且活泼的碳原子向奥氏体晶界扩散并聚集于此，而Ti来不及扩散留在晶内。这种状态如果再经历6001000中温敏化加热，就会在晶界产生Cr23C6沉淀，造成该区晶粒边界的贫铬。在一定腐蚀介质作用下，将从表面开始产生晶间腐蚀，直至形成刀切状腐蚀破坏。形成刀蚀的必要条件是高温过热和中温敏化。不含钛或不含铌的18-8钢不应有刀蚀发生，超低碳不锈钢不但不发生敏化区腐蚀，也不会有刀蚀。控制措施：1）降低含C量0.06%2）焊接时尽量减少过热、尽量避免交叉焊缝和采用小的E，避免敏化区落在HAZ的过热区（二）应力腐蚀开裂(简称SCC) 焊接接头应力腐蚀是奥氏体不锈钢焊接中最不易解决的问题之一。奥氏体不锈纲在氯化物、氟化物等介质中对应力腐蚀破坏较为敏感。引起应力腐蚀的拉应力主要来源于：焊接残余拉应力，零件冷加工(如冷弯、切削、打磨)热加工(如热弯、火焰矫正、焊后热处理)及安装过程中产生的残余拉应力，工件使用过程中产生的工作应力。 应力腐蚀开裂的防止： 1)降低残余应力水平，如采用小线能量、短道焊，合理布置焊缝的位置和焊接次序。消除残余应力是防止应力腐蚀最有效的措施之一，如焊后锤击、焊接区表面喷九、焊后退火等。退火时要注意退火温度必须避开产生晶间腐蚀的敏化温度。 2)接头设计要尽量减少应力集中。设计时还要注意防止产生“死区”而使接头区因存在浓缩和沉积的介质而产生应力腐蚀开裂。 3)选材上，注意选择在工作介质中对于应力腐蚀不敏感的母材。对于焊缝金属，关键是选择焊接材料，如选择可产生双相组织(奥氏体+铁索体)的焊接材料，有利于提高在氯化物中的耐应力腐蚀开裂性能。 4)注意保护奥氏体不锈钢表面的钝化膜。酸洗处理或随意在母材表面打弧都可能造成表面钝化膜的破坏而引起应力